湖北
钉螺(Oncomelania hupensis),简称钉螺,是圆口
螺科钉螺
属下一个物种,也是
日本血吸虫的唯一中间宿主,该种下共有8个
亚种。湖北钉螺主要分布在
亚洲的
印度尼西亚、
菲律宾、
日本和中国等国家, 其中在中国分布较广,面积较大。其以水生浮游植物及原生动物为主要食物,运动分为自主爬行和被动迁移两种形式,有迁移和扩散行为。它们为雌雄异体,卵生。
湖北钉螺为水陆两栖动物,一般栖息于土壤、植被覆盖和湿润的地区。其外形呈尖椎状,分为肋壳钉螺及光壳钉螺。壳口圆形,外缘近边缘处有唇脊。壳口有角质片。其软体部分包括前部的头、颈、足、外套膜和后部的内脏囊。健康的湖北钉螺,在内脏囊与壳壁间存在有稍许间隙,一旦感染
脑血吸虫病,会因肝脏肿大而间隙消失。
2011年,湖北钉螺被列入《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》,等级为无危(LC)。但作为
日本血吸虫的唯一中间宿主,消灭湖北钉螺是防治日本血吸虫病的一项重要措施。
起源演化
湖北钉螺化石标本的最早记载是在1930年,是发现于中国
宾阳县盆地
新生代第四纪灰褐层中的化石。通过对湖北钉螺谱系的长期研究,表明其祖先是从南非冈瓦纳古陆经
印度传播到缅甸西北部,再经由中国大陆传播到中国台湾及
日本、
菲律宾和
印度尼西亚。
命名与分类
湖北钉螺最早是由一位德籍神父在中国湖北
武昌府(即现今的
湖北省武昌汉口地区)采集到的,为肋壳钉螺。他将该标本带回后,格雷德尔(V.Gredler)于1881年将其命名为Oncomelania hupensis,中文名词译为湖北钉螺。
根据生命名录(COL),湖北钉螺种下可分为8个亚种,分别为:
指名亚种(Oncomelania hupensis hupensis)、滇川亚种(Oncomelania hupensis robertsoni)、
福建省亚种(Oncomelania hupensis tangi)、台湾亚种(Oncomelania hupensis formosana)、
日本亚种(Oncomelania hupensis nosophora )、
菲律宾亚种(Oncomelania hupensis quadrasi )、 邱氏亚种(Oncomelania hupensis chiui)和林杜亚种(Oncomelania hupensis lindoensis)。其中分布于中国大陆的湖北钉螺为湖北钉螺指名亚种、滇川亚种、福建亚种。
形态特征
外壳形态
湖北钉螺外形呈尖椎状,成螺有6~8个螺层,幼螺有1~2个螺层,右旋。根据螺壳表面的情况可分为两类:表面有纵肋的为肋壳钉螺,表面无纵肋的为光壳钉螺。壳一般呈黄褐色或暗褐色。壳高7~10mm,宽3~4mm,肋壳钉螺较大,长约10mm,宽4mm,光壳钉螺长约6mm,宽3mm。壳口圆形,外缘近边缘处有一条较厚的脊状突起,称为唇脊,肋壳钉螺唇脊较明显。壳口有角质厣片。
软体结构
湖北钉螺的软体部分分为5部分,包括前部的头、颈、足、外套膜和后部的内脏囊。螺体的前方是头,在活动时足部会一同伸出壳外,吻位于头的前端,背侧有1对触角及1对眼点,眼上方有假眉。雌螺的颈部光滑,
角蝾螺有
阴茎横于颈背。足位于头颈的腹面,包括足和足体。外套膜前端游离,后端则与内脏囊和颈、足相连。外套膜后部是包含有各内脏器官的内脏囊,其随螺壳的旋转,像一个长袋子扭转于壳内。在健康的湖北钉螺中,内脏囊与壳壁间存在有稍许间隙,一旦感染
脑血吸虫病,会因肝脏肿大而间隙消失。
内部结构
湖北钉螺的器官和系统包括循环系统、消化系统、呼吸系统、
生殖系统、神经系统、排泄器官和感觉器官。感觉器官包括皮肤、眼、触角、
平衡囊及嗅检器。消化道包括口、口球、齿舌、咽、食道、胃和肠。
唾液腺和肝脏为消化腺。肝脏为褐色
腺体,位于内脏囊的第1至第4旋内,尖端几乎达螺壳项部,感染
血虫后,肝颜色变浅,光照下,壳项部分呈苍白状。循环系统包括心脏、主动脉和静脉窦,血液为浅蓝色液体,是一个开放式循环系统。呼吸器官为鳃。排泄器官是肾脏。神经系统由神经节、神经节间的联合或连结以及通到各脏器的神经所组成。
雌性生殖器官包括
卵巢、输卵管、
受精卵囊、交接囊、围心憩室、副腺和导精管等。
雄性生殖器官有
睾丸、精囊、输精管、输出管、
前列腺和
阴茎。
两性差异
用镊子夹住用纯水清洗干净的湖北钉螺,使其螺口朝左,整个螺体位倾斜向右,观察湖北钉螺头部与螺壳空隙。钉螺对光照十分敏感,在光照条件下,其会慢慢将厣打开,头部伸出,触角位于头部背方的两侧和头颈之间,是一对细长的突出,能伸缩运动。湖北钉螺头部与螺壳空隙如果可以观察到粉红色或肉突的阴茎,则可以辨别为雄性湖北钉螺,反之,则是
雌性湖北钉螺。
分布栖息
分布范围
湖北钉螺主要分布在
亚洲的
印度尼西亚、
菲律宾、
日本和中国等国家, 其中在中国分布较广,面积较大。在中国,其主要分布于东经98°41′~121°51′,北纬22°37′~33°15′广大地区。在水网型地区,其分布于河道水线边缘,主要在水线上下各0.3m内的潮湿岸上和水中;在洲滩、湖滩地区,其分布于常年洪水最高线与枯水线之间的广阔地带;在山丘地区,一般随水系自上而下分布于不同地形的生环境中。
栖息环境
湖北钉螺是水陆两栖动物,其生存环境需要满足一定的基本条件,如温度方面,高温或低温会影响湖北钉螺的活动和寿命,其活动和繁殖最适宜的温度为20℃~25℃;光照方面,最适宜的照度为3600~3800lx;土壤方面,微酸、微碱和中性土壤都适宜其生存,含有丰富的氮、钙、磷等有机物质的土壤适合其繁殖;水分方面,水的pH值以6.8~7.5为适宜;另外,植被可起到保持土壤潮湿、调节温度、遮阴和提供食物的作用,也是湖北钉螺生存的重要条件之一。因此,湖北钉螺一般栖息于土壤、植被覆盖和湿润的地区,比如耕地,江、洲、河滩、灌溉沟渠、芦苇滩等。如
菲律宾亚种更喜欢待在枯叶或其他潮湿的物体下,附着在草的茎叶或无生命的物体上,例如位于水面上方的房屋和桥柱。
生活习性
饮食习性
湖北钉螺以水生浮游植物及原生动物为主要食物。而在湖北钉螺的人工饲养中,饲料则包括
鱼腥藻属、
螺旋藻、泥土混合饲料和蚯蚓粪,也包括含
藻类干粉的营养纸以及人工配方饲料多种。
迁移和扩散
湖北钉螺体的运动分为自主爬行和被动迁移两种形式。自主爬行的速度和路程与环境中表层土的含水量有关,通常在水底和潮湿的地面爬行要容易于在干燥的地面或棉纱布上爬行。由于其通过自主爬行以实现主动迁移的能力极为有限,要实现大量和远程迁移扩散则主要依靠自然环境和人类的生产活动,即漂浮移动、依附漂流、水流推行、夹带迁移、工程扩散等迁移和扩散方式。如幼螺在水中生活,一般浮在水面上随水扩散,如遇汛期,其也可以通过水流动的作用,以漂游、浮游和吸附于漂浮物的形式扩散到其他较远的地方。成螺也可以以倒悬在水面上的形式随水进行迁移。
生长繁殖
湖北钉螺寿命一般为1年,有的可达2~3年,还有少数可生存5年以上。雌螺寿命比
角蝾螺略长。其生命力强、繁殖快,雌雄异体,卵生。在某一区域的繁殖过程中,在迁入早期的繁殖主要是增长面积,而在面积
扩增达到一定程度后,则开始转变为以螺口增长为主。
交配
在面积较小的环境中,湖北钉螺的密度越高,个体之间相互接触的几率越大,交配行为发生也就频繁。其交配最盛的时间段一般在每年的4~5月份,其次是9~11月份,酷暑和严寒时最少甚至停止。它们一般选择在靠近水的潮湿泥土表面和草根附近交配,但在水中进行交配的情况很少。交配1次的雌螺,在21个月之后仍有少数存有精子;而交配2次的雌螺贮精及孕卵的螺数则远比交配1次的多。在干旱的环境下,湖北钉螺交配频繁期会推迟,而高度感染
日本血吸虫的湖北钉螺交配率也会显著降低。
产卵
湖北钉螺主要在春季产卵,如
指名亚种在3、4、5月产卵。一个雌螺在产卵期中的产卵数一般在100个以内。卵产于潮湿泥面上,很少在水中产卵,也不在干燥或无泥的地方产卵。另外,它们在黑暗或者有光线的环境中均能产卵。
孵化
孵化所需时间的长短与温度密切相关:温度较适宜时,如23℃的环境下,大约需要20天;温度较低时,如在平均温度为13℃的环境下,孵化约需30~40天;温度过于炎热或者过于寒冷时,如37℃以上或者6℃以下的环境,则会出现在100多天后还不能孵化的情况。螺卵必须在水中或者潮湿泥面的水膜下进行,在相同的适宜温度下,在水中孵化所需要的时间为14~35 天,在湿泥面时间为24~64 天。另外,适宜的光照有利于螺卵孵化。失去泥皮的螺卵不能孵化。
幼螺
幼螺发育至2旋左右,即可以从卵壳中孵出。孵出之后需要进行3周的水栖生活,然后逐渐离开水域进行陆栖。在食物丰富、气温适宜情况下孵出的幼螺只需2个月就可发育成熟并进行交配,而气温较低的地区从幼螺至成螺约需3~5个月,长的甚至半年。
人工养殖
养殖技术
泥钵饲养法:挑选表面完好,没有裂纹的泥钵,在泥钵底铺上一层0.3cm左右厚度细土泥并夯实,然后用流水冲洗,并用毛刷加以修整,使泥土不脱落为宜。将适量钉北钉螺饲料用开水冲调溶解,滤掉残渣后,倒入玻璃缸中冷却至室温。将湖北钉螺清洗干净并放入泥钵后,每个泥钵均匀加入饲料,然后在泥钵中加入一定量去
氯水,盖上钢丝网罩,置于适宜条件下进行饲养,定期清洗喂食。
搪瓷盘草纸饲养法:将草纸裁剪到合适大小,用去氯水完全浸湿后,对折放入搪瓷盘中。准备好钉螺饲料。将湖北钉螺清洗干净,均匀投放于铺有草纸的搪瓷盘中,每个瓷盘撒上适量细泥士,然后均匀加入适量饲料,并盖以网罩进行饲养,定期喂食并更换草纸。数据显示,该方法的死亡率显著高于泥钵饲养法。
注意事项
搪瓷盘草纸饲养法中,草纸加入
外源性饲料后容易发生霉变,使得水质变差,会影响湖北钉螺生存,应及时更换。此外,湖北钉螺适宜的养殖温度约20℃~25℃,高温、高压和闷热环境均不适宜其生存。
保护情况
种群现状
截至2011年,整体种群趋势处于未知状态,但是由于由于该物种是
寄生昆虫日本血吸虫的独特中间宿主,针对血吸虫病开展的广泛的积极防治措施已将
福建省亚种减少到濒临灭绝。
致危因素
截至2023年,《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》数据显示,威胁湖北钉螺物种生存的因素主要包括运输与服务的相关航线的影响、捕鱼等生物资源利用行为、水坝等水资源管理的影响、城市及生活污水等污染影响等。另外,日本血吸虫幼虫的
寄生也会对其组织造成损害破坏甚至导致其死亡,而为阻断血吸虫病传播所采取的控制与消灭湖北钉螺措施也会影响其数量。
保护级别
2011年,湖北钉螺被列入《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》,等级为无危(LC)。
保护措施
2022年,中国
公安县湖北钉螺生态站正式投入使用,旨在为抢救性保存中国
脑血吸虫病生物样本资源,开展病因、致病机理等科学研究做好基础储备。
主要危害
危害特点
血吸虫病不仅严重危害人类健康,而且影响畜牧养殖业的发展,是一种给社会经济带来巨大危害的人兽共患寄生虫病。而湖北钉螺是
日本血吸虫的唯一中间宿主,是影响血吸虫病流行和分布的重要生物因素。在自然条件下,成螺的感染率高于幼螺。
防治措施
消灭湖北
钉螺是防治日本血吸虫病的一项重要措施:一是可采用物理方法灭螺,包括土埋、垦殖、蓄水养殖、铲草积肥等方法以改变适宜钉螺孳生的环境,同时这些方法可以结合水利和农田等基本建设项目进行。二是利用
化学药物进行灭螺。三是对其扩散路径进行监测,这也是血吸虫病防治工作中重要内容之一,特别是在流行区和潜在流行区交界地带,湖北钉螺扩散监测具有重要意义。
相关研究
关于湖北钉螺的识别,传统钉螺调查主要依靠肉眼根据湖北钉螺形态鉴别,费时、费力、准确性不高,影响对螺情的精准评估。基于深度学习技术的
日本血吸虫中间宿主湖北钉螺视觉智能识别模型,已通过对
腹足纲数据集的多次训练和测试,实现了对湖北钉螺图像的准确识别,并通过“数据增强+迁移学习”优化的训练策略提高了模型识别湖北钉螺的准确性。